預(yù)防內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報(bào)警控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型預(yù)防內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報(bào)警控制系統(tǒng)，屬活塞-連桿式內(nèi)燃機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞式內(nèi)燃機(jī)，特別是中高速四沖程柴油機(jī)、汽油機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)等，連桿大端連接螺栓在安裝操作中，如果出現(xiàn)上緊度不足、上緊過度及兩根螺栓受力不均或螺栓本身材質(zhì)不良等都可能造成在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中發(fā)生斷裂，從而引發(fā)連桿大端下部軸承掉落，連桿下部上端瓦脫離曲柄銷，連桿大端在轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄銷的打擊下撞向機(jī)體，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體、連桿、曲軸、缸套損壞的重大機(jī)損事故。
[0003]一般中小型活塞-連桿式內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)件的潤滑線路是:來自潤滑油泵的壓力潤滑油首先進(jìn)入主軸承，小部分潤滑主軸承，大部分通過曲柄銷中的油孔進(jìn)入連桿軸承，其中小部分潤滑連桿大端軸承，大部分通過大端軸瓦上的油槽和油孔，以及連桿主干的中心油孔，往上進(jìn)入連桿小端軸承，其中小部分用于潤滑活塞銷銅套軸承，大部分通過塞銷銅套上的油槽和油孔，以及連桿小端頂部的油孔往上噴入活塞內(nèi)部的冷卻腔，對活塞進(jìn)行振蕩冷卻。所有回油通過各軸承間隙和活塞冷卻腔泄油孔落入曲柄箱油池，被潤滑油泵吸入后繼續(xù)循環(huán)潤滑。
[0004]柴油機(jī)、汽油機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)等活塞-連桿式內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂前通常先出現(xiàn)松動(dòng)，從而造成連桿大端軸承同曲柄銷間出現(xiàn)比較大的間隙，曲柄銷特定位置同連桿大端軸承之間的間隙在曲軸做周向運(yùn)動(dòng)過程中由于兩者相互作用力大小和方向的周期性變化而異常變化，這個(gè)間隙量的變化導(dǎo)致故障曲柄銷上潤滑油出口處的阻力發(fā)生異常周期性變化，進(jìn)而會引起通向該缸軸承的潤滑油壓力產(chǎn)生周期性異常變化，并進(jìn)一步導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油供給總管的壓力發(fā)生周期性異常降低變化。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種預(yù)防內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報(bào)警控制系統(tǒng)，以避免活塞-連桿式內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)損事故。
[0006]本實(shí)用新型技術(shù)方案:
[0007]本實(shí)用新型預(yù)防內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報(bào)警控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器、內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元和電壓信號檢測單元，所述報(bào)警控制單元由運(yùn)算放大器、二極管、電阻、電容器組成，通過運(yùn)算放大器一的輸入和運(yùn)算放大器二的輸出，連接在發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器與內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元之間；采自發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器的電壓信號分兩路，一路直接連接運(yùn)算放大器一的低電壓入口，另一路通過二極管過濾隔離后，經(jīng)電阻和電容將穩(wěn)定電壓平均值接入運(yùn)算放大器一的高壓端；當(dāng)采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路傳感器電壓信號因?yàn)槟掣走B桿大端螺絲松動(dòng)或斷裂導(dǎo)致滑油壓力異常周期性降低而引發(fā)采集電壓信號周期性降低后，運(yùn)算放大器一的高壓輸入端的電壓平均值將高于低壓輸入口電壓異常降低時(shí)的電壓值時(shí)，運(yùn)算放大器一通過負(fù)反饋電阻和放大調(diào)節(jié)電阻后輸出的脈沖電壓信號經(jīng)二極管、電容和電阻隔離整流后的穩(wěn)定輸出的電壓信號與運(yùn)算放大器二的正端輸入口連接，報(bào)警設(shè)定電壓與運(yùn)算放大器二的負(fù)端輸入連接；運(yùn)算放大器二報(bào)警輸出電壓信號與內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元連接；當(dāng)運(yùn)算放大器二正端輸入的電壓信號大于其負(fù)端輸入的報(bào)警設(shè)定電壓時(shí)，運(yùn)算放大器二則將輸出報(bào)警電壓信號發(fā)到內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元，內(nèi)燃機(jī)發(fā)出警報(bào)并停機(jī)。
[0008]所述發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)主滑油總管或主軸承滑油分管。
[0009]所述采自發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器電壓信號為0.5-4.5V。
[0010]所述運(yùn)算放大器二負(fù)端輸入的報(bào)警設(shè)定電壓根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的機(jī)型通過試驗(yàn)設(shè)定，可通過調(diào)節(jié)連接于5v電路板電壓，固定電阻與地線之間的可變電阻調(diào)整設(shè)定。
[0011]本實(shí)用新型預(yù)防內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報(bào)警控制系統(tǒng)，借助于內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)安裝的滑油壓力傳感器和報(bào)警控制單元，只需要安裝簡單的電壓檢測線路，整體費(fèi)用低，預(yù)防“伸腿”事故效果明顯。本實(shí)用新型的用于預(yù)防中小型(非二沖程十字頭式)活塞-連桿式內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的預(yù)防報(bào)警控制系統(tǒng)，可以在內(nèi)燃機(jī)因?yàn)檫B桿大端螺栓上緊度不足、上緊過度及兩根螺栓受力不均或螺栓本身材質(zhì)不良等造成在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中發(fā)生連桿大端螺栓斷裂前，檢測到滑油壓力的異常變化，發(fā)出聲光報(bào)警并自動(dòng)停機(jī)，避免連桿大端螺栓斷裂造成連桿撞擊內(nèi)燃機(jī)機(jī)機(jī)架而引發(fā)的“伸腿”重大機(jī)損事故及人員傷害危險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0012]圖1本實(shí)用新型電路圖
【具體實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型是如何實(shí)施的:
[0014]本實(shí)用新型預(yù)防內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報(bào)警控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器S、內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元N和電壓信號檢測單元J，所述報(bào)警控制單元由運(yùn)算放大器、二極管、電阻、電容器組成，通過運(yùn)算放大器一 Al的輸入和運(yùn)算放大器二A2的輸出，連接在發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器S與內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元N之間；采自發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器S的輸入電壓信號Vin分為兩路，一路直接連接運(yùn)算放大器一 Al低電壓入口，另一路通過二極管D過濾隔離后，經(jīng)電阻R和電容Cl將穩(wěn)定電壓平均值接入運(yùn)算放大器一Al的高壓端；當(dāng)采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路傳感器S電壓信號因?yàn)槟掣走B桿大端螺絲松動(dòng)或斷裂導(dǎo)致滑油壓力異常周期性降低而引發(fā)采集電壓信號周期性降低后，運(yùn)算放大器一 Al高壓輸入端的電壓平均值將高于低壓輸入口電壓異常降低時(shí)的電壓值時(shí)，運(yùn)算放大器一 Al通過負(fù)反饋電阻Rf和放大調(diào)節(jié)電阻Rl后輸出的脈沖電壓信號經(jīng)二極管Dl、電容C2和電阻R4隔離整流后的穩(wěn)定輸出的電壓信號Uyc與運(yùn)算放大器二 A2正端輸入口連接，報(bào)警設(shè)定電壓Usd與運(yùn)算放大器二 A2負(fù)端輸入連接，該報(bào)警設(shè)定電壓Usd根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的機(jī)型通過試驗(yàn)設(shè)定，可通過調(diào)節(jié)連接于5v電路板電壓U+，固定電阻R3與地線之間的可變電阻R2調(diào)整設(shè)定；運(yùn)算放大器二 A2報(bào)警輸出電壓信號V-與內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元連接，當(dāng)運(yùn)算放大器二 A2正端輸入的電壓信號Uyc大于其負(fù)端輸入的報(bào)警設(shè)定電壓Usd時(shí)，運(yùn)算放大器二 A2則將輸出報(bào)警電壓信號Vtjut發(fā)到內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元，內(nèi)燃機(jī)發(fā)出警報(bào)并停機(jī)。
[0015]所述發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器S設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)主滑油總管或主軸承滑油分管。
[0016]所述采自發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器電壓信號為0.5-4.5V。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.預(yù)防內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報(bào)警控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器、內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元和電壓信號檢測單元，其特征在于，所述報(bào)警控制單元由運(yùn)算放大器、二極管、電阻、電容器組成，通過運(yùn)算放大器一的輸入和運(yùn)算放大器二的輸出，連接在發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器與內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元之間；采自發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器的電壓信號分兩路，一路直接連接運(yùn)算放大器一的低電壓入口，另一路通過二極管過濾隔離后，經(jīng)電阻和電容將穩(wěn)定電壓平均值接入運(yùn)算放大器一的高壓端；當(dāng)采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路傳感器電壓信號因?yàn)槟掣走B桿大端螺絲松動(dòng)或斷裂導(dǎo)致滑油壓力異常周期性降低而引發(fā)采集電壓信號周期性降低后，運(yùn)算放大器一的高壓輸入端的電壓平均值將高于低壓輸入口電壓異常降低時(shí)的電壓值時(shí)，運(yùn)算放大器一通過負(fù)反饋電阻和放大調(diào)節(jié)電阻后輸出的脈沖電壓信號經(jīng)二極管、電容和電阻隔離整流后的穩(wěn)定輸出的電壓信號與運(yùn)算放大器二的正端輸入口連接，報(bào)警設(shè)定電壓與運(yùn)算放大器二的負(fù)端輸入連接；運(yùn)算放大器二報(bào)警輸出電壓信號與內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元連接；當(dāng)運(yùn)算放大器二正端輸入的電壓信號大于其負(fù)端輸入的報(bào)警設(shè)定電壓時(shí)，運(yùn)算放大器二則將輸出報(bào)警電壓信號發(fā)到內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元，內(nèi)燃機(jī)發(fā)出警報(bào)并停機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)防內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報(bào)警控制系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)主滑油總管或主軸承滑油分管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)防內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報(bào)警控制系統(tǒng)，其特征在于，采自發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器電壓信號為0.5-4.5V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)防內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報(bào)警控制系統(tǒng)，其特征在于，運(yùn)算放大器二負(fù)端輸入的報(bào)警設(shè)定電壓根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的機(jī)型通過試驗(yàn)設(shè)定，并可通過調(diào)節(jié)連接于5v電路板電壓，固定電阻與地線之間的可變電阻調(diào)整設(shè)定。
【專利摘要】本實(shí)用新型預(yù)防內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂“伸腿”事故的報(bào)警控制系統(tǒng)，屬活塞-連桿式內(nèi)燃機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)領(lǐng)域,本系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器、內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元和電壓信號檢測單元，所述報(bào)警控制單元由運(yùn)算放大器、二極管、電阻、電容器組成，通過運(yùn)算放大器一的輸入和運(yùn)算放大器二的輸出，連接在發(fā)動(dòng)機(jī)滑油管路壓力傳感器與內(nèi)燃機(jī)報(bào)警控制單元之間；本報(bào)警系統(tǒng)可以在內(nèi)燃機(jī)因?yàn)檫B桿大端螺栓上緊度不足、上緊過度及兩根螺栓受力不均或螺栓本身材質(zhì)不良等造成在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中發(fā)生連桿大端螺栓斷裂前，檢測到滑油壓力的異常變化，發(fā)出聲光報(bào)警并自動(dòng)停機(jī)，從而有效避免因內(nèi)燃機(jī)連桿大端螺栓斷裂而造成重大的機(jī)損事故和人員傷害危險(xiǎn)。
【IPC分類】F02D17-04, F02B77-08
【公開號】CN204572204
【申請?zhí)枴緾N201520205312
【發(fā)明人】崔甲國, 裴正強(qiáng), 劉光耀, 周暉, 茜學(xué)沛
【申請人】長江船舶設(shè)計(jì)院（武漢）
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月8日